 |
Вы находитесь здесь: dace.ru / Новости химии / Теплопроводность графена
Архивы новостей:
2008 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2009 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2010 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2011 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2012 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2013 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2014 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2015 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2016 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2017 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2018 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2019 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2020 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2021 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2022 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2023 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2024 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2025 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2026 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
Теплопроводность графена
До недавнего времени закономерности, объясняющие особенности теплопроводности графена, находящегося в контакте с другими материалами (вероятно, что именно в таком состоянии он будет применяться в электронике будущего), оставались загадкой.
Результаты нового исследования позволяют говорит о том, что находящийся в контакте с твердой поверхностью графен отличается исключительно высокой теплопроводностью.
Модель схемы, примененной для изучения теплопроводности листочка графена (более горячие области графенового листа отмечены красным, более холодные – синим) на подложке из диоксида кремния.
(Рисунок из Science, 2010, 328, 213)
Результаты исследования могут ускорить разработку электронных устройств на основе графена, предлагая экспериментальный метод для измерения и теоретические выкладки для понимания образования и рассеивания теплоты в электронных схемах, некоторые компоненты которых состоят из графена.
Ряд полезных свойств графена, включая его исключительную электропроводность и механическую прочность, обуславливают то, что в настоящее время графен представляет наноматериал, изучению которого посвящено значительное количество исследований. По мере уменьшения электронных устройств и увеличении плотности электронных схем на единицу площади надежность работы такого устройства будет определяться теплопроводностью компонентов микросхемы, рассеивающих тепловую энергию и предотвращающих перегревание электронных компонентов. Несмотря на очевидную важность исследований в области изучения теплопроводности графена, экспериментальные сложности не позволяли изучать теплопроводность графена в достаточном объеме.
Строение, особенности связывания и незначительная атомная масса обуславливают высокую теплопроводность различных аллотропных модификаций углерода, включая алмаз, графит и углеродные нанотрубки. Проведенные ранее исследования свободно подвешенного листа графена показали, что и эта модификация углерода отличается высоким значением коэффициента теплопроводности (К). Определенная для «подвешенного» графена теплопроводность составляла около 5000 Вт/(м*К), что в 2.5 раза больше, чем у прежнего «рекордсмена по коэффициенту теплопроводности» – алмаза. Тем не менее, наиболее вероятно, что при использовании графен будет находиться в контакте с другими материалами.
Для измерения коэффициента теплопроводности в условиях контакта с другими материалами Джае Хун Сол (Jae Hun Seol), Ли Ши (Li Shi) и Родни Руофф (Rodney S. Ruoff) из Университета Техаса разработали микромасштабный электронный термометр и использовал его для измерения теплопроводных свойств двух образцов. Первоначально были изучены свойства композитного материала, представляющего монослой графена на стандартной подложке – диоксиде кремния, затем графен удалили и изучили теплопроводность оставшейся подложки.
Различие между свойствами двух образцов позволило определить, что коэффициент теплопроводности однослойного графена, нанесенного на подложку (при комнатной температуре) составляет около 600 Вт/(м*К). Это значение почти на порядок ниже теплопроводности «подвешенного» графена, однако в два и 50 раза выше теплопроводности применяющихся в современной электронике меди и кремния, соответственно.
Для лучшего понимания различия между термическими свойствами «подвешенного» графена и графена на подложке исследователи изучили две этих системы с помощью компьютерного моделирования. Было обнаружено, что отсутствие стерического соответствия между графеном и подложкой приводит к тому, что фотоны, образующиеся в результате колебаний решетки графена, могут «стекать» в твердую подложку, таким образом понижая коэффициент теплопроводности.
Источник: Science, 2010, 328, 213
Источник: http://www.chemport.ru
18.04.2010 16:04 | |
|
